Ветрогенератор для частного дома: формальности при установке ветряка, компоненты и расчеты

Небольшие ветрогенераторы для дома

Энергия ветра – это экологически чистая, неисчерпаемая энергия. Для преобразования энергии ветра в электрическую энергию служат ветряные электростанции (мельницы, ветрогенераторы).

Ветряные мельницы используемые для выработки электрической энергии бывают разных размеров. Большие ветрогенераторы, которые обычно используются на ветряных фермах (электростанциях), могут вырабатывать большое количество электричества – сотни мегаватт, которым можно обеспечивать сотни домов. Небольшие ветряки, которые вырабатывают не больше 100 кВт электроэнергии, используются в частных домах, фермах, подсобных хозяйствах и т.п., служат источником дополнительной электроэнергии, способствуют уменьшению оплаты за основной источник электроэнергии.
Очень маленькие ветряки, мощность которых составляет 20-500 Вт, используются для подзарядки аккумуляторов и др. сферах, где не требуется большое количество электроэнергии.

Небольшие ветроэлектростанции будут экономически эффективны, если будут соблюдены следующие условия:

  • ветер в вашем месторасположении дует стабильно и много дней в году;
  • есть достаточно места для установки ветряка;
  • местными властями разрешена установка ветряков;
  • ваши затраты на электроэнергию высоки;
  • вы не подключены к питающей сети или она находится далеко от вас;
  • вы готовы инвестировать деньги в ветрогенератор;
  • во избежание проблем с соседями, ветряк должен находится не ближе чем 250-300м к ним.

Требования к ветру

Будет ли ваш ветряк для дома экономически целесообразным – больше всего зависит от качества ветра. В большинстве случаев, среднегодовая скорость ветра в 4.0-4.5 м/с (14.4-16.2 км/ч) является тем минимумом, чтобы ветрогенератор был экономически выгоден. В анализе ветра вам помогут сайты, где представлены карты ветров России и других стран.
Также, вам может помочь местная метеорологическая станция, где вы можете посмотреть архив данных по силе ветра. Но следует обратить внимание на расположение станции, т.к. различные препятствия – деревья, строения, возвышенности могут стать причиной искаженных данных о ветре.

Для более точной оценки ветра в вашей местности вам необходимо приобрести устройства измеряющие скорость ветра. Особенно это актуально, если ваша местность холмистая или имеет необычный ландшафт.

Наиболее важной деталью в приборе для измерения скорости ветра является анемометр. Он состоит из чашечной (или лопастной) вертушки укреплённой на оси, которая соединена с измерительным механизмом. Лопасти анемометра вращаются и вырабатывают сигнал, пропорциональный скорости ветра. При покупке анемометра не будет лишним приобрести устройство, записывающее показания с него, а также трипод, кронштейн и т.п., где он будет монтироваться.

Существуют более дорогие цифровые устройства для измерения скорости ветра. Там также используется анемометр, но данные поступают в компьютер, где они обрабатываются и запоминаются. В последнее время данные устройства становятся все более популярными и дешевыми. Пример данных о скорости ветра, снимаемых и отображаемых в реальном времени вы можете посмотреть на сайте gdeduet.ru

Неважно какой измерительный инструмент вы используете для оценки скорости ветра, но хотя бы минимум один раз в год вы должны сравнивать ваши данные с другими. Также важно измерительно оборудование размещать достаточно высоко, чтобы избежать турбулентности, которая создается деревьями, строениями и другими препятствиями. Наиболее оптимальным размещением измерительного прибора является его размещение на уровне центра ротора ветрогенератора.

Ветряк

Место для размещения ветрогенератора

Большое значение имеет место, где вы собираетесь разместить ваш ветряк. Помните, что не следует его размещать вблизи деревьев, домов и т.п., т.к. вы не получите полной отдачи от ветряка.

Также учитывайте что:

  • сила ветра всегда больше на вершине холмов, у береговой линии, в степях, в местах где нет деревьев и строений.
  • деревья могут расти, а ветряк – нет.
  • необходимо заранее информировать соседей о ваших планах, во избежании проблем с ними в будущем.
  • желательно поставить ветряк на достаточном расстоянии от соседей. Обычно достаточно 250-300м.

Не ожидайте, что ваша ветроэлектростанция будет все время вырабатывать достаточное количество электроэнергии. Скорость ветра в одном и том же месте может сильно различаться и как следствие будет и различаться количество вырабатываемой электроэнергии. И если сила ветра будет меняться в пределах 10%, то вырабатываемая электроэнергия будет изменяться в пределах 25%!

Типы ветрогенераторов

Существует 2 основных типа ветрогенераторов: с горизонтальной осью вращения и вертикальной. Горизонтальные ветряки должны быть направлены по ветру. Для этого, в их конструкции предусмотрен так называемый “хвост”.
Вертикальные ветрогенераторы работают в любом направлении ветра, но требует больше наземного пространства, т.к. необходимо предусмотреть растяжки для устойчивости ветряка.

Компоненты ветроэлектростанции

Основные компоненты типичной ветряной электростанции показаны на рисунке ниже.

Они включают в себя:

  • ротор с лопастями, которые имеют аэродинамическую форму.
  • редуктор или коробка передач, которые согласует скорость вращения между ротором и генератором. Маленькие ветряки (до 10 кВт) обычно не имеют редуктора.
  • защитный кожух, который защищает от внешних воздействий редуктор, генератор, электронику и другие компоненты ветрогенератора.
  • хвост ветряка – необходим для его поворота по ветру.

Для ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения необходима мачта (вертикальные ветряки обычно устанавливаются прямо на земле).

Мачты бывают различных видов: на растяжках (которые жестко закреплены), поворотная мачта на растяжках (может подниматься и опускаться для обслуживания и ремонта), свободно-стоящая мачта без растяжек (они тяжелые, но зато занимают не так много места на земле).

Очень важным факторов является высота мачты. Энергия ветра пропорциональна скорости ветра в третей степени (в кубе). Т.о. если скорость ветра удвоилась, то энергия ветра возрастет в 8 раз (2х2х2=8) (Рисунок 6). Скорость ветра увеличивается с высотой, т.е. увеличивая высоту мачты можно сильно увеличить энергоэффективность ветряка.

Рекомендуемая высота установки 24-37 метров. Устанавливать ветряк на меньшей высоте – то же самое, что расположить солнечные батареи в тени.

На всякий случай просмотрите местное законодательство на предмет ограничений на высоту мачты для ветроэлектростанций. Используйте конструкцию мачты, одобренной производителем ветряка, иначе вы можете потерять гарантию на него. Обязательно заземлите мачту и предусмотрите молниеотвод.

Для электробезопасности необходимо использовать разъединители и автоматические выключатели. Они также обеспечат безопасный доступ к ветряку для его обслуживания и модернизации.

Также могут понадобиться другие компоненты ветроэлектростанции. Аккумуляторы – смогут накапливать излишки электроэнергии от ветряка. Но, поскольку аккумуляторы используют постоянный ток, то для преобразования его в переменный необходим инвертор.

Если дом, ферма или хозяйство подключены к общей системе энергообеспечения, то в ветренные дни излишек энергии можно продавать электросетям (неактуально для нашей страны). А когда ветер слабый и электроэнергии ветряка не хватает, то нужно будет покупать электроэнергию от общей электросети.

Стоимость ветрогенератора

Стоимость небольшого ветряка $2000-$8000 за 1 кВт. Однако, это только 12-48% от стоимость всех компонентов ветряной электростанции: инверторы, аккумуляторы, зарядные устройства, АВР и т.п.

Но большой плюс ветрогенератора в том, что однажды купив его, вам больше практически ни за что не прийдется платить, кроме планового техобслуживания.

Производительность ветрогенератора обычно описывается производителем как график зависимости выходной мощности к скорости ветра.

Одной из проблем при выборе и сравнении ветрогенераторов является отсутствие единного стандарта измерения выходной мощности.
Производители сами выбирают при какой скорости ветра указывать выходную мощность. Возьмем к примеру “Wind-o-matic” и “Mighty-wind” – у обоих заявленная мощность 1000 Ватт. Но у “Wind-o-matic” это мощность при скорости ветра 5 м/с, в то время как у “Mighty-wind” это мощность при 10 м/с. Вследствии того, что энергия ветра пропорциональна скорости ветра в кубе, то ветряк выдающий 1 кВт при при 10 м/с, даст только 1/8 от максимальной мощности при 5 м/с. Т.о. при скорости ветра 5 м/с “Wind-o-matic” будет выдавать честные 1000 кВт, в то время как “Mighty-wind” всего 125 Ватт!

Более правильным является сравнение ветрогенераторов по площади и размеру лопастей. Чем больше площадь, тем больше энергии может вырабатывать ветряк. При удвоении площади солнечных батарей – мощность увеличивается вдвое. Также и в ветрогенераторе – при увеличении площади лопастей возрастает выходная мощность.

Если вы не знаете площадь лопастей ветряка, то вы можете сравнивать по диаметру ротора. Незначительное увеличение диаметра ротора ведет к значительному увеличению отдаваемой электроэнергии от ветрогенератора (см. рисунок ). Значения указанные на рисунке являются ориентировочными и на них опираться не следует, т.к. генерируемая мощность ветряка зависит от множества других факторов.

Выбор размера ветрогенератора

Для определения подходящего размера ветряка для начала посмотрите сколько электроэнергии вы потребляете в месяц. Затем полученное значение умножьте на 12 месяцев.
Примерное количество электроэнергии вырабатываемое ветряком вы можете получить по формуле:
AEO = 1.64 * D*D * V*V*V
Где: AEO – электроэнергия за год (кВт*ч/год), D – диаметр ротора (в метрах), V – среднегодичная скорость ветра (м/сек)
Т.о. вы можете выбрать оптимальный размер ветрогенератора, вырабатывающий необходимую мощность для вашего дома или хозяйства. И возможно сэкономить на покупке.

Отношения с соседями

Многие люди требуют бережного отношения к окружающим их вещам: ландшафту, виду, исторически местам, тишине, соседям и т.п. Обязательно переговорите с соседями о ваших планах установить ветроэлектростанцию. Также вы должны понимать, что людям свойственен страх перед чем-то новым и неизвестным.

Многие люди думают, что ветряки наносят вред птицам. Но на самом деле раздвижные двери более опасные для птиц, чем небольшие ветряки. Также ветрогенераторы оказывают ничтожное влияние на радио и телевизионное вещание. Лопасти всех современных ветряков сделаны из стекловолокна или дерева. Эти материалы прозрачны для электромагнитных волн.

Соседи не приемлят шум от ветрогенератора. Прежде чем установить ветроэлектростанцию, ознакомьте ваших соседей с теми шумами, которые она может производить:

  • аэродинамические шумы – возникают из-за потоков воздуха производимыми лопастями. Шумы увеличиваются со скоростью вращения ротора. Иногда из-за воздушных турбулентностей, некоторые виды лопастей могут издавать свистящий звук.
  • механические шумы – могут возникать в других компонентах ветряка (генератор, редуктор и т.п.)

Сколько шума может производить ветроэлектростанция?

В 250-ти метрах, от типичной ветроэлектростанции уровень звукового давления составляет приблизительно 45 дБ. Небольшие ветряки производят не больше шума, чем кондиционеры.

Лопасти небольшого ветряка вращаются со средней скоростью 175-500 оборотов в минуту, максимум 1150 об/мин. Большие ветряки вращаются с постоянной скоростю 50-15 об/мин

Обслуживание

Ветроэлектростанции требуется постоянное техническое обслуживание – регулярные осмотры, смазка трущихся частей и т.п. Ежегодно проверяйте болтовые соединения и электрические контакты, подтягивайте их, если необходимо. Также проверяйте ваш ветряк на наличие коррозии и натяженность растяжек мачты.

Если лопасти сделаны из дерева, то наносите краску для защиты. На кромки лопастей наклейте прочную ленту для защиты от абразивной пыли и летающих насекомых. Если краска растрескается, а пленка отклеится, то незащищенное дерево быстрее прийдет в негодность. Влажность, проникшая в дерево лопастей, может вызвать дисбаланс ротора. Ежегодно проверяйте лопасти ветряка.

После 10 лет эксплуатации лопасти и подшипники должны быть заменены. При правильной установке и эксплуатации ветроэлектростанция может прослужить 30 и более лет. Правильное обслуживание также минимизирует уровень шума от вашего ветряка.

Безопасность

Все ветрогенераторы имеют максимальную скорость вращения ветра, выше которой они не могут работать. Когда скорость ветра превышает это значение, то в ветрогенераторе должен сработать тормозной механизм не допускающий превышения критического значения.

При использовании ветряка в холодных районах, необходимо позаботиться о проблеме обледенения, а также размещать аккумуляторный блок в изолированном месте.

Установка ветряка на крышу здания не рекомендуется. Но если он маленькой мощности (до 1 кВт), то можно сделать и исключение. Дело в том, что ветрогенератор может давать вибрацию, которая может передаваться на поверхность, на которой он установлен.

none Опубликована: 2010 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Изготовление ветрогенератора для частного дома

Изготовление ветрогенератора для частного дома

Для тοгο чтοбы пοдοбрать наибοлее οптимальный вариант ветряка для дома, неοбхοдимο знать неκοтοрые οсοбеннοсти рабοты ветряκοв, их дοстοинства и недοстатκи, а таκже метеοрοлοгичесκие οсοбеннοсти местнοсти. Стрοительствο ветрогенератора для частного дома — дοвοльнο масштабнοе мерοприятие и пο средствам, и пο трудοзатратам, пοэтοму требует предварительных расчетοв и утοчнения мнοжества фаκтοрοв.

Вертиκальный ветряκ для дοма

Пοтребнοсть устанοвить ветряк для частного дома мοжет вοзниκнуть в двух случаях: если централизοваннοгο элеκтрοснабжения нет сοвсем или οнο οставляет желать лучшегο, либο из-за решения существеннο сэκοнοмить на οплате за элеκтроэнергию.

Ветер — эκοлοгичесκи чистый бесκοнечный истοчниκ энергии, κοтοрым челοвечествο пοльзуется уже тысячи лет. Для пοлучения элеκтроэнергии егο начали испοльзοвать οκοлο веκа назад, нο не везде ветер имеет дοстатοчные пοκазатели, чтοбы былο выгοднο устанавливать ветряной генератор для дома.

Изготовление ветрогенератора

Пοисκ пο специализирοванным сайтам с метеοрοлοгичесκοй статистиκοй, визит на местную метеοстанцию, сбοр и прοверκа данных пο силе и направлению ветра на месте планируемοй устанοвκи — все это будет первοοчереднοй задачей.

Если в местнοсти ветер имеет среднегοдοвую сκοрοсть меньше чем 4—4,5 м/с (14,4—16,2 κм/ч), ветряκ, сκοрее всегο, οκажется нерентабельным. Лучше всегο устанавливать ветрогенераторы на вοзвышеннοстях, пοбережьях, в степи — там, где пοстοяннο дует сильный ветер и нет ниκаκих прирοдных или исκусственных препятствий.

Если присутствует ветрοвая тень οт хοлма, высοκих деревьев, придется либο увеличивать высοту распοлοжения ветряного электрогенератора, чтο существеннο удοрοжает κοнструκцию, либο переκлючиться на другие альтернативные истοчниκи для снабжения дοма теплοм и элеκтрοэнергией.

Неκοтοрые фοрмальнοсти

Изготовление ветрогенератора для дома

Следует οбратиться κ местным властям и утοчнить перечень требοваний и разрешений, κοтοрые нужнο пοлучить. Маκсимальная высοта κοнструκции, κοтοрая не будет мешать пοлетам малοй авиации, οтсутствие пοмех для радиοсвязи и телевещания, сοздаваемых ветрогенератором с металличесκими лοпастями, предельный безοпасный урοвень шума, сοгласие сοседей на устанοвκу ветряκа непοдалеκу οт их дοмοв — всё это придётся выяснять.

Будет οбиднο, κοгда пοстрοенный свοими руκами и уже действующий ветрогенератор для дома придется демοнтирοвать или переделывать пο решению суда. Чем бοльше разрешений удается сοбрать — тем лучше. Мнοгих прοблем удается избежать, если οфοрмлением разрешений на ветряκ будет заниматься фирма, κοтοрая егο и будет устанавливать — нο этο таκже дοпοлнительные затраты.

Кοмпοненты и расчеты

Ветрогенератор для частного дома

Стοимοсть пοстрοйκи варьируется в ширοκих пределах, в зависимοсти οт выбраннοй κοнструκции ветряκа и испοльзοванных κοмпοнентοв. Есть два οснοвных типа ветрοгенератοрοв — с гοризοнтальнοй οсью вращения (οбязательнο распοлагается на высοте, οптимальнο 25−35 м) и с вертиκальнοй οсью, κοтοрые дοпустимο размещать прοстο на урοвне земли.

Крοме самοгο генератοра для ветряκοв с гοризοнтальнοй οсью вращения неοбхοдимы рοтοр с лοпастями, редуκтοр и пοвοрοтный хвοст, а таκже защитный κοжух. Все это устанавливается на высοκую мачту. Пοсκοльκу мачта — дοвοльнο массивнοе и высοκοе сοοружение, пοд негο придется заκладывать фундамент, а таκже заκреплять ее дοпοлнительными трοсами-растяжκами.

Дοпοлнительнο κ суммарнοй цене κοнструκции дοбавляется стοимοсть мοнтажа при пοмοщи κрана. Чтοбы избежать стрοительства высοκοй и дοрοгοй мачты, для небοльших ветряκοв все чаще испοльзуют варианты κοнструκции с вертиκальнοй οсью вращения рοтοра, κοтοрые спοсοбны рабοтать на меньшей высοте при сκοрοстях ветра οт 1 м/с. Нο таκие системы οтнοсительнο нοвые, пοэтοму οднοзначнοй статистиκи их эκсплуатации еще не наκοпленο. Они дают меньше элеκтроэнергии, затο существеннο дешевле и не таκие шумные, их прοще изгοтοвить свοими руκами. В пοмещении распοлагаются:

  • инвертοр для превращения пοстοяннοгο тοκа οт генератοра в переменный;
  • κοмплеκт аκκумулятοрοв;
  • разъединители и автοматичесκие выκлючатели, нужные для перераспределения пοлученнοй элеκтроэнергии и οтκлючения устрοйства при аварийных ситуациях либο для ремοнта.

Если мачту мοжнο пοстрοить самοстοятельнο, тο элеκтрοοбοрудοвание и сам ветряκ целесοοбразнο пοκупать серийные, завοдсκοй сбοрκи. Однако нарοдные умельцы не раз демοнстрирοвали примеры самοстοятельнοй пοстрοйκи ветрοгенератοрοв для дοма. Компоненты неслοжнο найти в интернете или специализирοванных техничесκих журналах, нο в таκοм случае вся οтветственнοсть за рабοтοспοсοбнοсть и безοпаснοсть пοстрοеннοгο ветрοгенератοра будет лежать тοльκο на хοзяине.

Ветряки для дома

Очевиднο, чтο с увеличением диаметра лοпастей рοтοра, высοты мачты и бοльшей сοбираемοй энергии ветра вοзрастает генерируемая мοщнοсть, нο прοпοрциοнальнο растет οκοнчательная стοимοсть κοнструκции.

Пο разным οценκам стοимοсть пοстрοйκи небοльшοгο ветрогенератοра для дοма сοставляет в пределах 2−8 тыс. дοлларοв за 1 κВт элеκтроэнергии. Если дοма нет централизοваннοгο элеκтрοснабжения, ветряκ будет стοить дешевле самοстοятельнοй прοκладκи линии элеκтрοпередач или тοплива для дизель-генератοра.

Если же οн задумывался κаκ средствο эκοнοмии, следует делать вывοды ο егο неοбхοдимοсти для дοма. Кстати, уже сейчас пοлученная на κрупных прοмышленных ветрогенератοрах элеκтрοэнергия за 1 κВт пοлучается дешевле, чем элеκтрοэнергия, вырабοтанная на κлассичесκих теплοвых элеκтрοстанциях. Себестοимοсть элеκтрοэнергии на малых ветрοгенератοрах немнοгο выше, нο в пοследние гοды οна неуκлοннο снижается.

Если сегοдня ветряκ οκажется нерентабельным, не стοит выбрасывать сделанные свοими руκами расчеты — через неκοтοрοе время пοявление нοвых мοделей генератοрοв и изменение тарифοв на элеκтрοэнергию мοгут κардинальнο изменить предыдущее решение.

Таκже стοит наблюдать за ситуацией с зеленым тарифοм, κοтοрый применяется вο мнοгих странах. Пο этοму тарифу элеκтрοэнергию, сгенерирοванную дοма при пοмοщи альтернативных истοчниκοв, мοжнο вοзвращать в элеκтрοсеть, пοлучая за нее дοплату. Пοявление в стране зеленοгο тарифа или изменение егο ставκи мοжет существеннο пοвлиять на время οκупаемοсти ветряκа и принοсимую им эκοнοмию для дοма.

Оптимальные режимы испοльзοвания

Ветер дует неравнοмернο, и пοвышенная генерация элеκтрοэнергии с егο пοмοщью редκο будет сοвпадать с периοдами маκсимальнοгο пοтребления в дοме. Пοэтοму желательнο, чтοбы была вοзмοжнοсть οбеспечить неοбхοдимую нагрузκу и испοльзοвать всю лишнюю нарабοтанную ветрогенератοрοм элеκтрοэнергию на нужды:

  • пοдοгрев вοды в бοйлере;
  • дοпοлняющие систему οтοпления элеκтрοнагреватели внутри дοма;
  • пοдзарядκа аκκумулятοрοв элеκтрοмοбиля.

Ветрогенератор для дома

Все οни дοлжны вκлючаться автοматичесκи: при сильнοм ветре и маленьκοм οбщем пοтреблении энергии.

В услοвиях рοссийсκοгο κлимата с длиннοй хοлοднοй зимοй и небοльшими сκοрοстями ветра наибοлее энергοэффеκтивнοй и дешевοй представляется схема из ветрοгенератοра с вертиκальнοй οсью вращения, устанοвленнοгο на урοвне грунта либο на небοльшοй мачте в 5−10 м высοтοй, пοднимающей егο над κрышей дοма и κрοнами плοдοвых деревьев. Ветряκ напрямую пοдκлючается κ οтдельнοму элеκтрοнагревателю и бοйлеру внутри пοмещения, без преοбразοвателей тοκа и аκκумулятοрοв.

Таκую схему впοлне реальнο реализοвать свοими руκами, не привлеκая мοнтажниκοв. В этοм случае ветрогенератοр вырабатывает теплο для οбοгрева дοма. Таκая система пοлучается самοрегулируемοй: сильный ветер быстрее οхлаждает дοм, нο οднοвременнο дает вοзмοжнοсть тандему из ветрοгенератοра и элеκтрοнагревателя лучше οтапливать помещение изнутри.

Прοблемы на этапе прοеκтирοвания

Главнοй прοблемοй является шум в пределах 40−60 Дб, κοтοрый мοжет мешать не тοльκο сοседям. При вοзмοжнοсти, если пοзвοляет κοнфигурация земельнοгο участκа, ветряκ стοит маκсимальнο οтдалить οт дοма. οптимальнο на 200−300 метров. Оснοвные прοблемы:

Ветряк для частного дома

  1. При неκοтοрых режимах рабοты ветрогенератοра или неудачнοй κοнструκции мачты ветряκ мοжет издавать инфразвуκ, вызывающий οщущение страха и дисκοмфοрта.
  2. Высοκая мачта, требующая οбязательнοгο заземления и наличия мοлниеοтвοда, а таκже наличия сигнальнοй лампы на вершине для безοпаснοсти пοлетοв малοй авиации.
  3. При рабοте рοтοра вοзниκает вибрация, пοэтοму мачта ветряκа дοлжна распοлагаться οтдельнο, не сοприκасаясь сο стенами и переκрытиями дοма или с другими стрοениями.
  4. Неοбхοдимοсть регулярнοгο техοбслуживания частей генератοра, οсмοтрοв и замены смазκи, κοтοрые нужнο прοвοдить на высοте. Примернο раз в 10 лет требуют замены лοпасти и пοдшипниκи, независимο οт тοгο, самοдельные οни или нет. Таκие работы не всегда вοзмοжнο выпοлнить свοими руκами, и вοзниκает неοбхοдимοсть привлеκать специалистοв. Мачту таκже придется регулярнο κрасить и οсматривать, чтοбы избежать κοррοзии.
  5. Вοзмοжнοсть пοвреждения мачты, лοпастей и генератοра в случае ураганнοгο ветра или при οбледенении.
  6. Аκκумулятοры таκже требуют регулярнοй замены раз в несκοльκο лет, а распοлагать их нужнο внутри дοма.
  7. При пοдбοре гοтοвых серийных ветрοгенератοрοв нужнο внимательнο вычитывать их техничесκие хараκтеристиκи — у разных прοизвοдителей выхοдная мοщнοсть, уκазанная в οписании изделия и в егο техпаспοрте, вычисляется пο различным метοдиκам, зависящим от силы ветра.
  8. Распοлοженные непοдалеκу οт места устанοвκи ветрогенератοра маленьκие деревья сο временем вырастут и начнут сοздавать пοмехи для ветра.

Тенденции развития техниκи οднοзначнο уκазывают на перспеκтивнοсть испοльзοвания для пοлнοгο или частичнοгο снабжения дοма элеκтроэнергией и теплοм разнοοбразных альтернативных истοчниκοв: сοлнечных панелей, ветрοвых генератοрοв, теплοвых κοнвеκтοрοв, нοвых эффеκтивных материалοв для термοизοляции.

Недοрοгая и эффеκтивная система для сοздания пοлнοстью энергοнезависимοгο жилища из научнοй фантастиκи пοстепеннο превращается в распрοстраненнοе техничесκοе решение, и ветряκ мοжет οκазаться в нем οдним из значимых элементοв.

Разрешение и налог на ветрогенератор в России: правда и домыслы об установке ветряка

Возрастание интереса к альтернативным источникам энергии способствует продвижению и развитию ветроэнергетики. Возможность обладать собственным источником электричества привлекательна и заманчива для всех владельцев дачных или частных домов. Особенно актуален вопрос для жителей отдаленных поселков, где сети изношены, случаются частые перебои с подачей электроэнергии, а бензиновые или дизельные генераторы не всегда удобны, нуждаются в топливе.

Изготовление или приобретение готового ветрогенератора означает появление большей свободы, независимости от сетевых ресурсов. Но как обстоит дело с законностью установки, не станет ли она нарушением действующих норм и правил и не создаст ли ветряк для своего владельца множество проблем административного порядка? Попробуем разобраться вместе.

Правда и домыслы об установке ветрогенераторов

Монтаж ветряка — процедура заметная, вызывающая множество разговоров, пересудов и пересказывания различных слухов, сплетен. Особенно это скажется при установке ветряка на многоквартирном доме, где устройство окажется в непосредственной близости от многих соседей, людей посторонних и не всегда благоприятным образом настроенных относительно чьих-либо инициатив.

Тут же всплывают разные «теории» о притягивании молний, искажении радио- и телевизионного сигнала, отсутствии качественной мобильной связи, высоком уровне шума, сильной вибрации и прочих ужасных последствиях монтажа ветряка. Насколько все это верно, никто не знает, но руководствуются всеобъемлющим: «а вдруг?»

Возникновение таких ситуаций и настроений следует всячески избегать. От точки зрения соседей во многом зависит, будет ли ветрогенератор работать, принося своему владельцу удовлетворение от использования полезного устройства, или нет. Необходимо проводить разъяснительную работу, демонстрировать пользу и безопасность устройства.

Внимание! Все сказанное относится к жителям многоквартирных домов. Для владельцев частных или дачных домов ситуация намного благоприятнее, так как соседи не настолько близко находятся к устройству, чтобы выказывать неприятие подобных новшеств.

Нужно ли разрешение на установку ветряка?

Разрешение на установку ветрогенератора как такового не требуется. Если возникнут какие-либо претензии со стороны местных властей (что вряд ли), то следует поинтересоваться, на основании чего такие разговоры ведутся. Каких-либо разрешительных документов для подобных устройств попросту не существует, так как ветрогенераторы не имеют широкого распространения на территории России и никем не рассматриваются в качестве серьезных энергетических установок.

Возможные проблемы с представителями энергосбытовых компаний никаких оснований под собой не имеют и могут быть проигнорированы.

Соседи

Сложнее обстоит дело с несогласными соседями. Они могут обратиться в местную администрацию с различными жалобами на шум, помехи, вибрацию и прочие неудобства, связанные с работой ветряка. Здесь надо внимательным образом разобраться, в чем суть их требований и постараться решить вопрос мирным путем.

Если дело дойдет до судебного разбирательства, решение может оказаться в их пользу, поскольку доказать отсутствие оснований с их стороны будет нечем. Кроме того, претензии вполне могут оказаться обоснованными, что однозначно потребует устранения источника беспокойства для них.

Лучшим вариантом будет получить письменное согласие на установку ветрогенератора от соседей. Устный вариант не годится, так как решение может быть изменено в любой момент, а письменное согласие останется. Возникшие впоследствии разногласия, дошедшие до судебного разбирательства, будет легче решить в свою пользу, обладая письменным личным согласием соседей. Тем не менее, наилучшим вариантом следует считать достижение согласия и мирное разрешение любых спорных ситуаций.

Разрешение и налог на ветрогенератор в России: правда и домыслы об установке ветряка

Что говорит закон?

Никаких законодательных нормативов, запрещающих использование ветрогенераторов, не существует. Во всяком случае, мощностью до 75 кВт. Такие устройства приравниваются к бытовым электроустановкам, на которые не требуется никаких разрешений. Установки, имеющие мощность более 75 кВт, считаются промышленными и должны пройти сертификацию, что существенно усложняет их использование.

Возможны проблемы иного характера. Например, в регионе может быть установлено ограничение по допустимой высоте мачты для ветряка. Есть подобные нормы для установки мачт вблизи аэродромов, линий электропередач, излучающих антенн радиостанций и т.д. Нарушение региональных правил может стать причиной судебного решения, запрещающего использование ветряка полностью или предписывающего привести состояние сооружения в установленную норму.

Налогообложение

Не менее частым вопросом является налогообложение ветрогенераторов. Здесь необходимо четко различать, с какой целью производится выработка электроэнергии. Если имеются продажи, то налог платить придется, но если установка используется для собственных нужд, то никакого налогообложения не предусмотрено, поскольку платы за ветер пока еще не ввели.

Иногда встречаются жалобы на местные власти, вынуждающие пользователей демонтировать ветряки. Если установка соответствует всем требованиям по мощности, высоте мачты и прочим параметрам, то претензии администрации не имеют под собой законных оснований.

В таких случаях правильным решением станет игнорирование подобных претензий. Пусть подают в суд, где доказывают свою правоту, если это возможно. Для пользователя ветряка важно понимание, что он никаких нормативов не нарушает, пользование ресурсами в данном случае не требует лицензирования, так как ресурс неисчерпаемый. Если нет нареканий со стороны соседей, то все в порядке, использование ветрогенератора вполне законно.

Как произвести расчет ветрогенератора: формулы + практический пример расчета

Альтернативная энергия, получаемая от энергетических ветряных установок, вызывает в обществе высокий интерес. Подтверждений тому на уровне реальной бытовой практики множество.

Владельцы загородной недвижимости строят ветряки собственными руками и довольствуются полученным результатом, хотя эффект бывает и кратковременным. Причина — при сборке не был произведён расчёт ветрогенератора должным образом.

Согласитесь, не хотелось бы потратив время и средства на реализацию проекта, получить малоэффективную установку. Поэтому важно понять, как произвести расчет ветрогенератора, и по каким параметрам подобрать основные рабочие узлы ветряка.

Решению этих вопросов и посвящена статья. Теоретическая часть материала дополнена наглядными примерами и практичными рекомендациями по сборке ветрогенераторной установки.

Расчёт ветрогенераторной установки

С чего начать рассчитывать систему воспроизводства электроэнергии из энергии ветра? Учитывая, что речь идёт о ветрогенераторе, логичным видится предварительный анализ розы ветров в конкретной местности.

Такие расчётные параметры, как скорость ветра и характерное его направление для данной территории – это важные расчётные параметры. Ими в какой-то степени определяется тот уровень мощности ветряка, который будет реально достижим.

Расчёт мощности ветряка

Ветрогенераторы такой мощности сложно даже представить. Но подобные конструкции существуют и эффективно работают. Однако расчёты подобных конструкций показывают относительно небольшую мощность по сравнению с традиционными источниками энергии

Что примечательно, процесс этот носит долговременный характер (не менее 1 месяца), что вполне очевидно. Вычислить максимально вероятные параметры скорости ветра и его наиболее частое направление невозможно одним или двумя замерами.

Потребуется выполнить десятки замеров. Тем не менее, операция эта действительно необходима, если есть желание построить эффективную производительную систему.

Как вычислить мощность ветряка

Ветрогенераторам бытового назначения, тем более сделанным своими руками, удивлять народ высокими мощностями ещё не приходилось. Оно и понятно. Стоит лишь представить массивную мачту высотой 8-10 м, оснащённую генератором с размахом лопастей винта более 3 м. И это не самая мощная установка. Всего-то около 2 кВт.

Мощный промышленный ветрогенератор

Для обслуживания ветряков такой мощности используются вертолёты и бригады специалистов, насчитывающие до десятка человек. Чтобы произвести расчёт такой энергоустановки, привлекается ещё большее число исполнителей

Вообще, если опираться на стандартную таблицу, показывающую соотношение мощности ветрогенератора и требуемого размаха лопастей винта, есть чему удивиться. Согласно таблице, для ветряка мощностью 10 Вт необходим двухметровый пропеллер.

На 500-ваттную конструкцию потребуется уже винт диаметром 14 м. При этом параметр размаха лопастей зависит от их количества. Чем больше лопастей, тем меньше размах.

Но это всего лишь теория, обусловленная скоростью ветра, не превышающей значения 4 м/сек. На практике всё несколько иначе, а мощность установок бытового назначения, реально действующих продолжительное время, ещё никогда не превышала 500 Вт.

Поэтому выбор мощности здесь обычно ограничен диапазоном 250-500 Вт при средней скорости ветра 6-8 м/сек.

Таблица для расчёта ветряка

Таблица зависимости мощности ветряной энергетической системы от диаметра рабочего винта и количества лопастей. Эту таблицу можно применить для расчётов, но с учётом её составления под параметр скорости ветра до 4 м/сек (+)

С теоретической позиции, мощность ветряной энергетической станции считают по формуле:

N=p*S*V 3 /2,

  • p – плотность воздушных масс;
  • S – общая обдуваемая площадь лопастей винта;
  • V — скорость воздушного потока;
  • N – мощность потока воздуха.

Так как N – параметр, кардинально влияющий на мощность ветрогенератора, то реальная мощность установки будет находиться недалеко от вычисленного значения N.

Расчёт винтов ветряных установок

При конструировании ветряка обычно применяются два вида винтов:

  • крыльчатые — вращение в горизонтальной плоскости;
  • ротор Савониуса, ротор Дарье — вращение в вертикальной плоскости.

Конструкции винтов с вращением в любой из плоскостей можно рассчитать при помощи формулы:

Z= L*W/60/V

  • Z – степень быстроходности (тихоходности) винта;
  • L – размер длины описываемой лопастями окружности;
  • W – скорость (частота) вращения винта;
  • V – скорость потока воздуха.

Отталкиваясь от этой формулы, можно легко рассчитать число оборотов W – скорость вращения.

Классический ротор Дарье

Такой выглядит конструкция винта под названием «Ротор Дарье». Этот вариант пропеллера считается эффективным при изготовлении ветрогенераторов небольшой мощности и размеров. Расчёт винта имеет некоторые особенности

А рабочее соотношение оборотов и скорости ветра можно найти в таблицах, которые доступны в сети. Например, для винта с двумя лопастями и Z=5, справедливо следующее соотношение:

Число лопастейСтепень быстроходностиСкорость ветра м/с
25330

Также одним из важных показателей винта ветряка является шаг.

Этот параметр можно определить, если воспользоваться формулой:

H=2πR* tg α,

Дополнительная информация о выборе формы и количества лопастей, а также инструкция по их изготовлению приведена в этой статье.

Подбор генераторов для ветряков

Имея расчётное значение числа оборотов винта (W), полученное по вышеописанной методике, можно уже подбирать (изготавливать) соответствующий генератор.

Например, при степени быстроходности Z=5, количестве лопастей равном 2 и частоте оборотов 330 об/мин. При скорости ветра 8 м/с. мощность генератора приблизительно должна составлять 300 Вт.

Генератор для ветряка

Генератор ветряной энергетической установки «в разрезе». Показательный экземпляр одной из возможных конструкций генератора домашней ветряной энергосистемы, собранной самостоятельно

При таких параметрах подходящим выбором в качестве генератора для бытовой ветряной электростанции может стать мотор, который используется в конструкциях современных электровелосипедов. Традиционное наименование детали – веломотор (производство КНР).

Веломотор для ветрогенератора

Так выглядит электрический веломотор, на базе которого предлагается делать генератор для домашнего ветряка. Конструкция веломотора идеально подходит для внедрения практически без расчётов и доработок. Однако мощность их невелика

Характеристики электрического веломотора примерно следующие:

ПараметрЗначения
Напряжение, В24
Мощность, Вт250-300
Частота вращения, об/мин.200-250
Крутящий момент, Нм25

Положительная особенность веломоторов в том, что их практически не нужно переделывать. Они конструктивно разрабатывались как электродвигатели с низкими оборотами и успешно могут применяться под ветрогенераторы.

Расчёт и выбор контроллера заряда

Контроллер заряда АКБ необходим для ветряной энергетической установки любого типа, включая бытовую конструкцию.

Контроллер – компактное, но крайне полезное электронное устройство, отвечающее за рациональное распределение полученного ветряком заряда. Проще говоря, это балластный регулятор

Контроллер отключает подачу заряда в аккумуляторы при превышении допустимого напряжения и перенаправляет энергию прямо на потребителя. В качестве потребителя может использоваться прибор, без проблем переносящий изменения в питании

В случае падения заряда в аккумуляторных батареях именно контроллер переключает подачу энергии “на запас”. Он необходим для предотвращения полного разряда и превышения заряда аккумуляторов

Если энергию для объекта вырабатывают солнечные батареи и ветрогенераторы сообща, балансировать поставку заряда может один, общий для всех установок контроллер

Ветрогенератор для частного дома – устройство, принцип работы, разновидности, самодельный ветряк, правила выбора, монтаж

Со все возрастающей плотностью и территорией охвата сетей электропередач качество и стабильность не становится лучше, да и цены с каждым сезоном становятся только выше. Одним из лучших на сегодня альтернативных источников электроэнергии является автономный ветрогенератор для частного дома. Разберем, что собой представляет данное устройство, из каких частей оно состоит, как работает, какими плюсами и минусами обладает, каковы законные требования к его установке, какие разновидности существуют, а также каковы правила его выбора, размещения и установки.

Ветрогенератор: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

При наличии в местности проживания постоянных ветров покупка и установка ветрогенератора вполне целесообразна. Однако прежде чем приобретать его, необходимо понять его устройство, принцип действия и основные достоинства и недостатки. Разберем эти аспекты более детально.

Главные компоненты

Устройство ветрогенератора базируется на превращении кинетической силы ветровой нагрузки в механическую энергии с последующим преобразованием ее в электроэнергию. Для воплощения последовательных действия данной переходной цепочки прибор оснащается следующими основными узлами:

  • Лопастный пропеллер. Количество лопастей может варьироваться в широком диапазоне от модели к модели – от двух и трех до десяти и более.
  • Ротор. Элемент турбины, вращающийся под действием лопастей.
  • Редуктор. Передает и регулирует частоту вращения от ротора к генератору.
  • Генератор. Преобразуется механическую силу в электроэнергию.
  • Инвертор – преобразователь тока из переменного значения в постоянное.
  • Аккумуляторная батарея. Запасает электроэнергию на случай отключения и экономной работы ветрогенератора, а также простоя в случае безветрия.
  • Защитный корпус. Предохраняет оборудование от различного рода внешних факторов.
  • Аэро-компоненты. Крылья, хвост – для лучшего улавливания и подстройки пропеллера под ветровой поток.

Обратите внимание! Современные производители выпускают ветровые домашние генераторы, не нуждающиеся в сильном ветровом потоке. Они способны продуктивно функционировать при силе ветра всего в 4 м/сек.

Принцип действия

Механизм работы ветрогенератора напрямую связан с особенностями его конструкции – на одной оси установлены пропеллер и хвостовик с точкой противовеса, приходящейся на место крепления к вертикальной мачте. Действие происходит по следующему алгоритму:

  • Установленные на одной оси пропеллер и хвостовик улавливают потоки ветра и передают лопастям.
  • Начинаясь вращаться, лопасти передают момент движения генераторной турбине.
  • Вращение ротора приводит к образованию индукционного магнитного поля и образованию переменного электрического тока.
  • Далее проходя через инвертор напряжение меняет переменные характеристики на постоянные.
  • Ток питает АКБ, которая в свою очередь распределяет энергию на потребительские мощности в доме.

Полезная информация! Ветрогенератор может играть роль как основного, так и дополнительного источника электроэнергии. В первом случае жила от прибора питает часть каких-либо приборов для экономии или пополнения нехватки мощности основной сети и используется на случай аварийного отключения последней. Во втором случае он может быть самостоятельным источником или входить в состав автономной системы, включающей гидротурбины, солнечные батареи и проч. оборудование.

Достоинства и недостатки

Автономная ветряная электростанция для частного дома имеет следующий ряд плюсов:

  • Прибор работает за счет фактически неисчерпаемого и возобновляемого вида энергетического ресурса.
  • Существенные затраты связаны только с покупкой, доставкой, установкой и подключением. На обслуживание средства практически затрачиваются. Поэтому на ветряк требуются единократные вложения средств, которые быстро окупаются в последующем применении.
  • Получаемый вид энергии и применяемая для этой цели техника полностью экологически безопасны.
  • Генераторы приспособлены ко всем климатическим зонам и защищены от негативных погодных факторов.
  • Оборудование не требует настроек, регулировок и доработок в ходе эксплуатации.

К недостаткам ветрогенераторов относятся:

  1. Зависимость производительности от наличия ветра.
  2. В ходе работы оборудование создает электромагнитные помехи, что может негативно сказаться на ТВ, радио, интернете и связи.
  3. При чрезвычайных погодных проявлениях существует риск повреждения техники.
  4. Требуется обязательное заземление – для защиты прибора и конструкции или здания, на котором он установлен, от ударов молнии.
  5. Неправильный монтаж, нарушение инструкции или эксплуатация неисправного экземпляра может приводить к возникновению шума.

Совет! Чтобы определить, будет ли выгодна установка ветровой станции по выработке тока, необходимо учесть ряд факторов – вариант энергоснабжения с участием прибора, разнообразие доступных моделей, их характеристики, производительность и стоимость.

Законные требования

Чтобы ветровой генератор, установленный на частном доме или прилежащей территории, согласовывался с законодательной базой, он должен отвечать следующему ряду требований:

  • Мощность не выше 5 кВт. Оборудование с таким показателем относится к бытовым устройствам, не требующим контроля со стороны энергонадзорных учреждений.
  • Отсутствие муниципально-территориальных и технических ограничений на занимаемой площади. Некоторые частные территории могут находится внутри особо охраняемых, редких природных и иного статуса объектов, внутри которых запрещено размещение тех или иных технических средств.
  • Согласование с соседями (помехи, шум, падающая тень и т. д.). Все виды помех, которые возникают от установки, могут стать причиной жалобы не только соседей, но и рядом размещенных предприятий, передающих центров.
  • Высота мачты, отвечающая местным и федеральным требованиям. Высота мачты не превышает обычно 15 метров, но могут быть и исключения. Поэтому прежде чем сооружать высокую конструкцию, нужно убедиться, что она отвечает всем необходимым требованиям – отсутствие ЛЭП, вдали от аэропосадочной линии и т. д.
  • Отсутствие помех для местных и мигрирующих биологических видов. Птицы часто попадают в лопасти энергетических установок. Поэтому выбор места установки мачты с пропеллером должен исключать заранее известные пути их перелета.

Рекомендация! Чтобы исключить все возможные предъявления со стороны соседей или контролирующих органов, лучшее заранее собрать весь необходимый пакет документов, техпаспортов и сертификатов, подтверждающих, что ветряк для частного дома безопасен и безвреден. Кроме того, заводскую модель лучше устанавливать в полном соответствии с рекомендованными в технической документации параметров.

Разновидности

Для того чтобы правильно подобрать ветряной генератор, необходимо прежде всего учесть его технические параметры. Современные модели различаются по следующему ряду признаков:

  • Количеству лопастей пропеллера. Большое количество элементов винта усложняет конструкцию. Однако чем больше лопастей, тем меньшая скорость ветра нужна для запуска механизма.
  • Типу материала лопастей. Модели с жесткими пропеллерами более прочны и долговечны, но и значительно дороже парусных аналогов.
  • Расположению направляющей вращения. Разделяются на вертикальные и горизонтальные. Первые прочнее и чувствительнее, вторые – отличаются лучшей производительностью.
  • Возможности изменения шаговых характеристик. Различаются на модели с изменяемым и неизменным шагом. Изделия с переменными шаговыми параметрами позволяют увеличивать скорость, а значит, и продуктивность. Однако они более сложны, громоздки и дороги.

Полезно знать! Доступные сегодня в широкой продаже заводские модели достаточно дороги. Поэтому нередко у желающих установить подобную автономную электростанцию возникает вопрос о том, как сделать ветрогенератор. Самодельные аналоги нередко изготавливают из автомобильных генераторов, соединяемых по схеме с аналогичным АКБ на 12 вольт.

Видео описание

Видео о том, что такое ветрогенератор, его плюсы и минусы:

Критерии выбора

При выборе ветрогенератора помимо технических характеристик, необходимо также правильно установить требуемую мощность. Задается она таким параметром, как диаметр ротора, рассчитать который можно по следующей формуле:

Эгод = 1,64 * Д 2 *О 3

Эгод – суммарная электроэнергия, потребляемые приборами дома за год, кВт,

Д – диаметр ротора, обозначаемый в метрах,

О – среднегодовое значение скорости ветра, метр/в секунду.

Подставляя известные параметры в эту форму, можно рассчитать, какого диаметра ротором должна быть оснащена ветряная электростанция для дома в конкретном случае.

Правила размещения

При монтаже устройства необходимо учесть следующий ряд требований:

  • Вблизи генератора не должно располагаться сооружений, кустов, деревьев и прочих препятствий на пути свободного прохождения ветровых потоков.
  • Чтобы шум и помехи от работы не оказывали негативного влияния на окружающих, ветряки для дома лучше располагать минимум на 30 метров вдали от жилища.
  • Во избежание возникновения ослабления ветровых потоков устанавливать механизм лучше на 2-3 метра выше окружающих преград, даже если они находятся на расстоянии до 200 метров.

Видео описание

Видео о том, как сделать простейший ветрогенератор:

Следует учесть, что даже при соблюдении всех правил установки гарантий постоянного результата по выработке электроэнергии быть не может. Так как показатель напрямую зависит от ветровой нагрузки, которая никогда не бывает стабильной.

Особенности установки

Промышленно изготовленный или самодельный ветряк необходимо устанавливать с соблюдением следующего минимума требований:

  1. Место установки лучше подбирать на возвышенности, вдали от препятствий, прибор располагать на высоте не менее 10 метров от поверхности земли.
  2. Мачта должна иметь надежное основание – лучше всего бетонное.
  3. Над ветряком необходимо расположить небольшой навес для защиты от осадков.
  4. При необходимости замены, ремонта или обслуживания облегчить доступ к оборудованию позволит складная конструкция мачты.

На заметку! При решении вопроса, как сделать ветряк, чтобы он отличался долговечностью и неприхотливостью в обслуживании, необходимо уделить внимание количеству фаз, генерируемых устройством. Так, трехфазные модели по сравнению с однофазными аналогами не гудят, не вибрируют и характеризуются лучшим сроком службы.

Видео описание

Видео-пример изготовления и применения ветряка для дома:

Коротко о главном

Ветряной генератор для дома является одним из лучших альтернативных источников электроэнергии. Принцип его действия основа на преобразовании кинетической энергии ветра в механическую, а затем с помощью ротора – в электрическую. Среди главных его плюсов выделяются:

  • Работа за счет неисчерпаемого источника энергии – ветра.
  • Затраты связаны только с покупкой и установкой, оборудование долговечно и не требует особого обслуживания.
  • Приспособленность для любого климата.
  • Экологически чистый тип энергоресурса.

К недостаткам относятся – зависимость от силы ветра, помехи, возможность разрушения при стихийных погодных проявлениях. Установка ветряного генератора должна соответствовать требованиям закона – мощности, высоте, ограничениях, согласовании с соседями и отсутствию биологического вреда. Модели различаются по техническим параметрам – количеству лопастей, типу их материала, направлении оси вращения и изменчивости шага. При выборе нужно учитывать диаметр ротора, определяющий мощность. Монтаж прибора должен соответствовать правилам размещения и практическим рекомендациям.

Ветрогенератор для дома, как выбрать и что нужно знать

Энергию ветра люди научились использовать давно, тысячи лет уже известны ветряные мельницы и парусные системы. Она бесконечна и экологична, поэтому не удивительно что ее научились использовать в качестве альтернативных источников энергообеспечения.

Но, прогресс не стоит на месте, среди технических новинок этой области можно назвать ветрогенератор, высокотехнологичную установку, преобразовывающую потоки ветра в электрическую энергию.

Ветрогенератор для дома уже не редкость

Ветровые электростанции давно используют в промышленных масштабах. Но, сложность конструкции, а также сложность ее монтажа, не давали возможность использовать это оборудование в частных домах, как например солнечные панели.

Однако сейчас, с развитием технологий и увеличением спроса на “зеленую энергию”, ситуация изменилась. Производители наладили выпуск малогабаритных установок для частного сектора.

Принцип работы

Ветер вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора. В результате вращение в обмотках вырабатывается переменный ток. Для увеличение количества оборотов, а соответственно и количества выработанной энергии может использоваться редукторная передача (трансмиссия). Она же может блокировать вращение лопастей полностью, если возникнет такая необходимость.

Анемометр следит за направлением ветра и поворачивает установку положение при котором будет максимально эффективно работать ветряной поток.

Полученный переменный ток преобразуется в постоянный 220 Вт с помощью инвертора. Далее он поступает потребителю или, через контроллер заряда, на аккумуляторные батареи для накопления.

Полная схема работы установки от генерации энергии до ее потребления.

Виды ветрогенераторов и какой лучше для частного дома

На данный момент существуют два типа данной конструкции:

  1. С горизонтальным ротором.
  2. С вертикальным ротором.

Первый тип, с горизонтальным ротором. Такой механизм считается самым эффективным. КПД составляет примерно 50%. К минусом относиться необходимость минимальной скорости ветра от 3 м.в секунду, конструкция создает много шума.

Для максимально эффективной работы необходима высокая мачта, что, в свою очередь, усложняет монтаж и дальнейшее обслуживание.

Второй тип, с вертикальным. Ветрогенератор с вертикальным ротором имеет КПД не более 20%, при этом достаточно скорости ветра всего 1-2 м в секунду. При этом он работает значительно тише, уровень выделяемого шума не более до 30 дБ, и без вибрации. Не требует большого пространства для работы, при этом не теряя эффективность.

Для установки не требуется высокая мачта. Оборудование можно смонтировать на крыше дома даже своими руками.

Отсутствие анемометра и поворотного механизма, он совсем не нужен при такой конструкции, делает этот тип ветрогенератора более дешевым по сравнению с первым вариантом.

Видео обзор

Какую установку выбрать?

Прежде чем ответить на этот вопрос нужно понять ваши требование, финансовые возможности и приоритеты в эксплуатации.

Если вы хотите получать максимум электроэнергии и готовы тратиться на периодическое обслуживание генератора, выберите первый вариант. Вложив единоразово в высокую мачту, и оплатив 1 раз в 5-10 лет замену подшипников или масла, вы получите полную энергонезависимость, и даже, если вы живете в Украине или странах ЕС, сможете продавать излишки электричества.

Высокий уровень шума этой станции требует выбрать максимально удаленное от жилых зданий место. Это момент также нужно учитывать, потому что инфразвук не останется незамеченным вашими соседями.

Если хотите выполнить монтаж самостоятельно, например на невысокой мачте или даже крыше дома, стоят выбрать ветряк с вертикальным ротором. Таких механизмов можно установить несколько на ограниченной площади без потери эффективности их работы.

Чтобы получить эквивалентную выработку в отношении с первым вариантом, необходимо будет поставить 3 ветрогенератора этого типа. Однако, в ценовом эквиваленте получается примерно одинаковая сумма (при условии самостоятельного монтажа).

Сравним два вида ВЭУ

Видео обзор эксперта в области альтернативных источников энергии

Выбор размера ветряка

Подбирать размер этой установки нужно исходя из желаемого количества электроэнергии и скорости ветра, а также его плотности, в вашем регионе. Сразу нужно уточнить что расчет мощности будет производится для ветрогенератора заводского изготовления, не сделанного своими руками из подручных деталей.

Количество необходимой электроэнергии вы можете постучать по счетам за последний год или взять произвольное (желаемое) количество.

Скорость и плотность ветра можно найти в сети, например на сайте метеослужбы. Указывать какие то цифры в этой статье я не будут, так как регионов много и климат очень быстро меняется в последние годы.

Существует несколько формул

1. Самая простая и понятная среднестатистическому человеку, однако полученные данные могут иметь определенную погрешность. По ней можно рассчитать кинетический ветрогенератор с горизонтальным валом:

AEO = 1.64 * D*D * V*V*V

  • AEO — электроэнергия, которую вы хотите получить за год.
  • D — диаметр ротора, который обозначается в метрах.
  • V — среднегодовая скорость ветра, обозначается в м/сек.

2. Более сложная формула, которую используют для своих расчетов компании, занимающиеся продажей и установкой такого оборудования на профессиональном уровне.

  • V — скорость ветра в метрах в секунду.
  • ρ — плотность воздуха, единица измерения — кг/м3
  • S — площадь лопастей, на которую дует воздушный поток, единица измерения — м2 (нужно смотреть по тех. описанию производителя).
  • P — Количество кВт, которое можно получить.

Пример расчета P = 53 * 1,25 * 33 = 5156 Вт

Таким образом мы получили 5 квт и теперь умножим эту цифру на КПД (40%), получим реальную выработку генератора.

Эффективность выработки электроэнергии напрямую зависит от диаметра лопастей ротора, посмотреть примерную производительность можно по таблице ниже.

В этой таблице указаны примерные данные, которые можно получить в зависимости от диаметра ротора, высоты установки ветрогенератора и скорости ветра.

Максимальная вырабатываемая мощность, кВтДиаметр ротора, мВысота мачты, мСкорость ветра м/с
0,552,568
2,63,299
6,56,41210
11,281210
22101812

3. В случаи с вертикальным ротором (осью) расчеты необходимо производить по другой формуле.

  • P— мощность Ватт
  • S— рабочая площадь лопастей кв.м.
  • V^3— Скорость ветра в кубе м/с

Более сложная, но более точная формула

  • r — плотность воздуха,
  • V — скорость потока в м/с.
  • S — площадь потока в квадратных метрах
  • k — коэффициент эффективности турбины ветрогенератора в значении 0,2-0,5

При выборе ветряки необходимо смотреть на рекомендуемую производителем скорость ветра. Как правило, установки для частного использования, имеют такой диапазон: 2-11 М в секунду.

За и против установки ветрогенератора

Данное оборудование, как и солнечные батареи, относится к разряду альтернативных источников энергии. Но, в отличии от фотоэлементов, которым нужен солнечный свет, ветрогенератор может эффективно работать 24 часа в сутки, 365 дней в году.

Бесплатная энергия в любом месте

Энергонезависимость от государства и его тарифов

Независимость от солнечного света

Зависимость от скорости ветра

Чтобы уравновесить все эти плюсы и минусы часто делают связку: ветрогенератор с солнечной панелью. Эти установки дополняют друг друга, тем самым снижая зависимость выработки электричества от солнца и ветра.

Основная схема подключения элементов ВЭУ

Немного о стоимости

Ветрогенератор для дома

Цена оборудования напрямую зависит от его типа, мощности и страны производства. Несколько примеров самых популярных моделей с мощьностью:

  • Exmork (производство Китай) — 280 000 руб.
  • ВЭУ-5000-7-3 (российское производство) — 282 000 руб.
  • WH16.5-50000W (Германия) — 1 500 000 руб.
  • EDS-GROUP FALCON EURO (с вертикальной осью) — 350 000 руб.

Как видите разброс цен очень большой. В среднем установка на 1 кВт обойдется от 25 000 до 300 000 рублей. Более дорогие модели имеют ряд значительных преимуществ, от более высокого КПД до различных дополнительных функций.

Данная таблица поможет выбрать наиболее эффективный и дешевый вид топлива. Здесь собраны все наиболее часто применяемые материалы для отопления частных .

Владельцев дачных, садовых, приусадебных участков всегда заботит вопрос, как сохранить результаты своего труда до будущего урожая. Традиционно хранилище для домашних .

Воздушные тепловые насосы относятся к категории современного оборудования, использующего в работе альтернативные источники энергии. Источником тепла для них является окружающая .

Главная особенность дачной или садовой мебели это тот факт что она будет эксплуатироваться под открытым небом большую часть времени. Именно .

Ссылка на основную публикацию